El término hidrostática se refiere al estudio de los El término hidrostática se refiere al estudio de los fluidos en reposo. Los fluidos son substancias, fluidos en reposo. Los fluidos son substancias, idealizadamente un continuo de masa, donde su idealizadamente un continuo de masa, donde su forma puede cambiar fácilmente por escurrimiento forma puede cambiar fácilmente por escurrimiento debido a la acción de fuerzas pequeñas. Son debido a la acción de fuerzas pequeñas. Son fluidos tanto los líquidos como los gases.fluidos tanto los líquidos como los gases.

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HIDROSTATICAHIDROSTATICA

La densidad es una propiedad característica de cada sustancia y da idea de lo pesado de los átomos que la forman y de lo juntos que están: una misma masa de distintas sustancias ocupa distinto volumen.

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DENSIDADDENSIDAD

La unidad de densidad en el S.I. es el Kg/m .

1 g/cm = 1000 kg/m

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3 3

Un sólido al entrar en contacto con otro ejerce una fuerza en su Un sólido al entrar en contacto con otro ejerce una fuerza en su superficie tratando de penetrarlo. El efecto deformador de esa fuerza o superficie tratando de penetrarlo. El efecto deformador de esa fuerza o la capacidad de penetración depende de la intensidad de la fuerza y del la capacidad de penetración depende de la intensidad de la fuerza y del área de contacto. área de contacto. La presión La presión es la magnitud que mide esa capacidades la magnitud que mide esa capacidad..

Su unidad en el Sistema Internacional es el Pascal (Pa = 1N/m ) Su unidad en el Sistema Internacional es el Pascal (Pa = 1N/m )

Si un objeto se coloca en contacto con un fluido en equilibrio (en Si un objeto se coloca en contacto con un fluido en equilibrio (en reposo) el fluido, gas o líquido, ejerce fuerzas normales sobre el objeto.reposo) el fluido, gas o líquido, ejerce fuerzas normales sobre el objeto.3

PRESIÓNPRESIÓN

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… … continuacióncontinuación

Ejercicios resueltos:Ejercicios resueltos:

1. Un hombre de 70 kg de masa está parado y apoyado en sus dos pies. La superficie de apoyo de cada zapato es de 200cm. ¿Cuál será la presión, expresada en Pascales, ejercida sobre el suelo?. Dato: g = 9,8 m/s

Solución: P = 17.150 Pa

2. Una aguja hipodérmica de sección 0,01 mm se clava en la piel con una fuerza de 50 N. ¿Cuál es presión ejercida?

Solución: P= 5 x 109 Pa

3. Sobre un émbolo de sección 3 cm que se mueve dentro de un pistón se coloca una masa de 20 kg. ¿Qué presión ejerce en el fluido del interior del pistón?

Solución: P= 6,53 x 10 Pa

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2

2

2

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La presión hidrostática en un punto del interior de un líquido es La presión hidrostática en un punto del interior de un líquido es directamente proporcional a la densidad del fluido directamente proporcional a la densidad del fluido dd, a la profundidad , a la profundidad hh, , y la gravedad del lugar, y la gravedad del lugar, g.g.

Los fluidos (líquidos y gases) ejercen también una presión, P = d.g.h, Los fluidos (líquidos y gases) ejercen también una presión, P = d.g.h, sobre cualquier cuerpo sumergido en ellos. La presión será tanto mayor sobre cualquier cuerpo sumergido en ellos. La presión será tanto mayor cuanto más denso sea el fluido y mayor la profundidad. cuanto más denso sea el fluido y mayor la profundidad. Todos los Todos los puntos situados a la misma profundidad tienen la misma presión.puntos situados a la misma profundidad tienen la misma presión.

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PRESIÓN HIDROSTÁTICAPRESIÓN HIDROSTÁTICA

… … En síntesisEn síntesis

““En todo punto del interior de un liquido hay En todo punto del interior de un liquido hay presiones en todas direcciones y en todos los presiones en todas direcciones y en todos los sentidos”sentidos”

La presión dentro de un líquido depende de la La presión dentro de un líquido depende de la profundidadprofundidad y de la y de la densidad del líquidodensidad del líquido..

TEOREMA FUNDAMENTAL DE LA TEOREMA FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICAHIDROSTÁTICA

PA = .g.hA y PB = .g.hB

PA – PB = .g.(hA – hB)

“La diferencia de Presiones entre 2 puntos de un mismo líquido es igual al producto entre el Peso Específico del líquido y la diferencia de niveles”

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La presión total en A será: PA = Phidrostatica+ Patmosferica

PA = d.g.hA + P0

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VASOS COMUNICANTES

La presión hidrostática no depende de la forma del recipiente.

Como la presión solo depende de ‘d’ y de h, la presión a cierto nivel de profundidad en cualquiera de los recipientes es la misma.

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PRINCIPIO DE PASCAL

PRINCIPIO DE PASCALPRINCIPIO DE PASCAL

““Un liquido transmite en todas direcciones la Un liquido transmite en todas direcciones la presión que se ejerce sobre el”presión que se ejerce sobre el”

En cambio un sólido transmite Fuerzas.

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PRENSA HIDRÁULICAPRENSA HIDRÁULICA

Las presiones en los 2 émbolos son iguales:

P1 = P2

F1 = F2

A1 A2

UTILIDAD:Multiplicar una Fuerza.

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La ventaja que presentan los líquidos es que al transmitir Presiones, pueden multiplicar las Fuerzas aumentando el área sobre la cuál se ejerce.

PRENSA HIDRÁULICAPRENSA HIDRÁULICA

Lo que se gana en fuerza, se pierde en recorrido.

Ej: si A1= 10 cm2, A2= 1000 cm2 y el recorrido por el pistón chico es de 50 cm:

V=A1.d1=10 cm2.50 cm=500 cm3

d2=V/A2=500 cm3/1000 cm2= 0.05 cm

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PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

PRINCIPIO DE PRINCIPIO DE ARQUIMEDESARQUIMEDES

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“ TODO CUERPO SUMERGIDO EN UN LÍQUIDO RECIBE UNA FUERZA DESDE ABAJO HACIA ARRIBA, IGUAL AL PESO DEL LIQUIDO DESALOJADO”

TAL FUERZA SE CONOCE COMO EMPUJE.SE LLAMA PESO APARENTE AL PESO DE

UN CUERPO EN UN LÍQUIDO:Pesoap = Peso - Empuje

EMPUJEEMPUJE

Sobre la sup. Superior actúa una fuerza F1 hacia abajo.

Sobre la sup. Inferior actúa una fuerza F2 hacia arriba.

Como F1<F2: hay una fuerza neta hacia ARRIBA que llamaremos EMPUJE:

E = F2 – F1

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F1 es la fuerza peso de la columna que se encuentra por encima de h1.

F2 es la fuerza peso de la columna que se encuentra por encima de h2.

El EMPUJE es el peso de la columna de líquido de igual

volumen que el cuerpo sumergido.

EMPUJEEMPUJE EMPUJE:

E = F2 – F1

P2=d.g.h2 y P1=d.g.h1

F1=P1.A y F2=P2.A

E=(P2.A) - (P1.A)

E=(d.g.h2.A) – (d.g.h1.A)

E=d.g.A.(h2-h1) = d.g.A.L

E=d.g.V = (d.V).g = m.g

E=Peso del liquido19

El EMPUJE es el peso de la columna de líquido de igual

volumen que el cuerpo sumergido.

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Empuje = peso del liq. desalojado E = mliq.g= liq.Vliq.g = liq.Vliq =liq.Vcuerpo

E = liq.Vcuerpo

Importante: es el volumen del cuerpo, y no su peso, lo que determina el empuje cuando está totalmente sumergido. Un cuerpo grande sumergido recibirá un gran

empuje; Un cuerpo pequeño, recibe un empuje

pequeño.

¿Porqué algunos cuerpos flotan y otros no?

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Sobre un cuerpo sumergido actúan 2 fuerzas. 1) su peso (hacia abajo) y 2) empuje (hacia arriba). Puede ocurrir:

E=d.g.Vliq Pc=d.g.Vcuerpo

E<P (liq<cuerpo): el cuerpo se hunde al fondo.E=P (liq=cuerpo): el cuerpo queda flotando

entre 2 aguas.E>P (liq>cuerpo): el cuerpo flota.